带你读《计算机网络原理》之一:计算机网络概述
高等院校精品课程系列教材点击查看第二章点击查看第三章计算机网络原理第2版王志文 陈 妍 夏 秦 何 晖 编著 第1章 计算机网络概述 1.1 计算机网络的定义 在计算机网络发展过程的不同阶段,人们对计算机网络提出了不同的定义。不同的定义反映着当时网络技术发展的水平,以及人们对网络的认知程度。这些定义从三种不同的观点来看待计算机网络,即广义的观点、资源共享观点与用户透明性的观点。从目前计算机网络的特点看,资源共享观点的定义能比较准确地描述计算机网络的基本特征。相比之下,广义的观点定义了计算机通信网络,而用户透明性的观点定义了分布式计算机系统。资源共享观点将计算机网络定义为 “以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”。资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征,这主要表现在以下几个方面。1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要是指计算机硬件、软件与数据。网络用户不但可以使用本地计算机资源,而且可以通过网络访问联网的远程计算机资源,还可以调用网络中不同的计算机共同完成任务。2)互连的计算机是分布在不同地理位置的独立 “自治计算机”。互连的计算机之间没有明确的主从关系,每台计算机既可以联网工作,也可以脱离网络独立工作。联网计算机可以为本地用户提供服务,也可以为远程网络用户提供服务。3)联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。计算机网络是由多个互连的节点组成的,节点之间要做到有条不紊地交换数据,每个节点都必须遵守一些事先约定好的通信规则。这就和人们之间的对话一样,要么大家都说中文,要么大家都说英文,如果一个说中文,一个说英文,那么就需要找一个翻译人员。如果一个人只能说中文,另一个人又不懂中文,而又没有翻译人员,那么这两个人就无法进行交流。判断计算机是否互连成计算机网络,主要看它们是不是独立的 “自治计算机”。如果两台计算机之间有明确的主从关系,其中一台计算机能够强制另一台计算机开启与关闭,或者控制另一台计算机的自主运行,那么其中的受控计算机就不是 “自治”的计算机。根据资源共享观点的定义,由一个中心控制单元与多个从站组成的计算机系统不是一个计算机网络。同样,带有多个远程终端或远程打印机的计算机系统也不是一个计算机网络,只能称为联机系统(因为历史上的许多终端都不能算是 “自治计算机”)。但随着硬件价格的下降,许多终端都具有一定的智能,因而 “终端”和 “自治计算机”逐渐失去了严格的界限。因此,若把微型计算机作为终端使用,按上述定义,则早期的那种面向终端的计算机系统也可称为计算机网络。 “计算机通信”与 “数据通信”这两个名词在不同的领域经常混用。早期的数据通信与现代的计算机通信显然是有区别的。但随着技术的进步,数据通信的含义也在发生变化。因此,可以认为计算机通信与数据通信是可混用的名词,如美国的著名期刊《Data Communication》所刊登的文章现在也大多是计算机网络领域的文章。大多数情况下,数据通信网往往指的是计算机网络中的分组交换网络。对用户而言,计算机网络就是一种透明的传输机构,用户在访问网络共享资源时,无须考虑这些资源所在的物理位置。为此,计算机网络通常以网络服务的形式来提供网络功能和透明性访问。从上述计算机网络的定义中不难看出,它的核心功能就是资源共享,而我们经常提及的分布式系统也是为共享资源而提出的,二者究竟有何差异呢 计算机网络与分布式计算机系统虽然有相同之处,但二者并不等同。分布式计算机系统的主要特点是系统中的各计算机对用户是透明的。对用户而言,这种分布式计算机系统就好像是一台计算机一样,用户通过输入命令就可以运行程序,但用户并不知道是哪一台计算机在运行程序。实际上,是分布式系统在为用户选择最合适的计算机来运行其程序,并将运行的结果传送到合适的地方,而这些工作都不需要用户的干预。计算机网络则不同,用户必须事先明确登录要运行程序的计算机,然后按照该计算机的地址,将程序通过计算机网络传送到该目标计算机去运行。最后,根据用户的命令将结果传送到指定的计算机。由此可见,计算机网络不同于分布式计算机系统,二者的区别主要是软件的不同,尤其是应用软件方面表现得更为突出。一般说来,可以将分布式计算机系统看作计算机网络的一个特例。计算机网络已经存在了半个多世纪,为信息共享和人类交互提供了极大的方便,尽管时代的变迁使得计算机技术和网络通信技术发生了许多重大变化和进步,但它们在特定的领域总是表现出相似的变化过程。为此,一些专业人士提出了一系列关于IT技术变迁的论断和预言,其中最为著名的有下述四个。 Intel公司的创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)先生在1964年曾预言:集成芯片的能力每18个月提高一倍,而其价格则降低一半,这就是著名的摩尔定律(Moore’s Law)。摩尔本人当初也没有预料到,这一预言一直延续到21世纪初仍然成立。 贝尔定律(Bell’s Law)作为对摩尔定律的补充,其核心思想是:如果保持计算机能力不变,微处理器的价格每18个月降低一半、体积每18个月减小一半。 […]